用于投影至少一个光束的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种用于投影至少一个光束的方法和装置，其中至少部分地将至少一个图像点的保持持续时间相对于至少一个另外的图像点至少部分地延长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于投影至少一个光束的方法和装置。
技术介绍
在基于所谓的“飞点(Flying-Spot)”功能原理的投影器中，借助二维谐振微镜来 偏转光束(典型由三原色红、绿和蓝构成)，并且投影到图像平面上。图I示出了用于说明“飞点”投影的功能原理的示意图。在此，激光源101 (红色R)、102 (蓝色B)和103 (绿色G)的不同颜色的光束分别对准半透明的镜(镜的透射和反射根据波长来进行)104、105、106，并且随后作为总射束110 (也称作投影射束)对准二维谐振微镜107，其将总射束110 二维地偏转并且投影到图像平面108上。在此，在图像平面108中通过连续协调地偏转总射束110来构建图像(参见图像平面108中的射束分布109)。图像信息通过相应光源101至103的、与微镜107的偏转同步的强度调制来生成并且显示。由于微镜107的非线性的偏转和在图像平面108中所得到的非线性的射束分布109，时间复用方法被用于显示各个位置离散的图像信息(“图像点”或者“像素”):因此在限定的时间段中将确定的信息投影到图像平面上。所投影的信息尤其是表示由光源101至103产生的光束的亮度和色彩的叠加，其中光束的亮度可以借助相关的光源的幅度来调节。优选地，光源分别是激光器，尤其是激光二极管。因此，通过激光器的电流对应于由激光器发射的光的亮度。图2示出了与相应的图像点的位置有关的、以秒为单位的每个图像点的扫描时间范围的视图，更确切地说不仅针对列(参见曲线201)而且针对行(参见曲线202)。例如，所投影的图像为640个图像点宽并且480个图像点高。通过图I中示出的并且所描述的将总射束Iio偏转109产生例如在按行构建的图像的情况下，总射束110在行的中部明显比边沿区域中更快。示例性地，在根据图2的例子中的微镜在640X480个图像点的分辨率的情况下具有27kHz的水平频率和I. 2kHz的垂直频率。由此，借助时间复用方法，由图像点在关于时间的XY坐标系中的空间相关性得到了时间范围、时间上受限制的长度以及针对每个图像点的持续时间。图3示出了图2中的在图像平面的中部的区域(图像中部)中沿着(水平)行的时间范围的一部分。
技术实现思路
根据上面提及的参数变得明显的是用于调制光束的强度或者幅度来将图像信息无局部错误地显示在投影 面上的电子装置的所需的时间分辨率在小于微微秒的范围中。理论上，借助相应地时间上高分辨的并且高成本的电路可以降低关联误差。然而，这种开销要求昂贵的器件，并且实际上(例如取决于所选择的分辨率)并非始终是可行的。然而，如果降低时间分辨率，则图像质量降低并且由于错误的空间相关而在图像点平面上出现失真。另一问题在于由于微镜的非线性的偏转引起的在时间范围和位置区域之间的转换。在通过时间复用方法来选择图像点的时间段中，电子装置的上升时间和下降时间影响了在图像点之间的对比度。该影响通过信号边沿的上升或者下降的持续时间而增强边沿与对图像点可用的时间空间相比越长，则在图像点之间的对比度就越差。根据针对图2和图3的上述实施形式，在恒定的边沿斜率的情况下，当对于图像点在总体上有最少的时间可用(即在图像中部)时，则对比度于是最差。图4示例性地示出了待投影的图像在具有尽可能大的对比度(即在每两个图像点之间从白色至黑色的过渡或者相反)的图像平面中的一部分。图5相应简化地示出了用于激光器的激励电压501和由此得到的通过激光器的电流 502。通过激光器的电流变化过程502典型地与所发射的光量成比例并且由此对应于观察者所感觉到的亮度。在图5中示出了图像点n-2、n_l和n，它们示例性地具有时长Tp并且具有根据图4的亮一暗一亮的图案。激励电压501将激光器接通、关断并且又接通。基于最终的边沿斜率，在接通激光器时形成接通延迟503和505，并且在关断激光器时形成关断延迟504和506。这些延迟显著地劣化了在图像点之间的对比度。尤其是在延迟504和506期间部分将暗的图像点照亮，由此投影单元的最大可达到的对比度在显示图像中的边沿的情况下(高的位置频率或者空间频率)明显降低。图6示出了用于激励激光器603的电路框图。具有η比特宽度的数字信号605由数字/模拟转换器601 (DAC)转换成模拟信号并且借助用于激励激光器603的驱动器来放大。激光器603用其正极连接到电源604(VDD)上并且通过数字/模拟转换器601借助驱动器602来激励。图像源例如个人计算机或者个人数字助理(PDA)提供具有η比特宽度的数字信号605,其由数字/模拟转换器601相应地转换成模拟信号(电流信号或者电压信号)用于激励激光器603。所需的高时间分辨率通过高的转换率(采样率)来实现。这对数字/模拟转换器601的转换率提出了极高的要求。示例性地，如果对上面所描述的具有640X480个图像点的分辨率、27kHz的水平频率和I. 18kHz的垂直频率的系统加以观察，则数字/模拟转换器601必须提供小于280ps的时间分辨率，由此位置分辨率误差在1%以下。这意味着对数字/模拟转换器601的转换率以及数字接口的3GHz的带宽要求。这种电子装置假如完全可以实现则必然是极其复杂、带有损耗的，并且是昂贵的。此外应注意的是图6中所示的电路和由此产生的开销分别针对每个激光器都是必需的，并且由此使与之相联系的成本倍增。本专利技术的任务在于，避免上面所述的缺点，并且尤其是在“飞点”方式的情况下提供一种简单、高效以及容忍误差的并且成本低廉的投影可能性。该任务根据独立权利要求的特征来解决。本专利技术的改进方案也由从属权利要求得到。为了解决该任务提出了一种用于投影至少一个光束的方法，其中至少部分地将至少一个图像点的保持持续时间相对于至少一个另外的图像点进行延长。 尤其是在飞点方法的情况下，投影射束协调地在图像平面上运动。如上面所阐述的那样，投影射束的速度根据要显示的图像点的位置而变化。就此而言，在投影面的行的中部的图像点比在投影面的边沿处的图像点具有更短的时长(即投影射束在此具有相应较高的速度)。该效应有效地通过如下方式来补偿尤其是对所有如下的点引入保持持续时间这些点与其中投影射束具有最大速度的图像点相比具有更大的时长。在此所提出的方案可以用于包括多个光束的投影射束，或者也可以分别用于每个单个的光束。术语“保持持续时间”尤其是包括图像点的值(例如至少一个光束的至少一个激光器的的调制电流)或者信息。基本时钟，借助其来驱动电路的数字部件。一个扩展方案在于根据相应的图像点的投影的位置，至少部分地延长至少一个图像点的保持持续时间。有利的是，保持持续时间可以借助至少一个采样保持级来延长。尤其是，保持持续时间与基本时钟异步地调节。由此不必要的是基本时钟是每个可能的保持持续时间的整数多倍。由此可以有利地降低数字部件的最大所需的工作频率或者基本时钟。一个改进方案是至少一个数字/模拟转换器用于激励至少一个光束，-其中数字/模拟转换器用基本时钟来驱动，-其中通过如下方式至少部分延长至少一个图像点的保持持续时间根据基本时钟确定像素时钟，其中基于像素时钟延长至少一个图像点的保持持续时间。特别地，一个改进方案是像素时钟对应于基本时钟的整数多倍。有利地，保持持续时间可以与基本时钟以及像素时钟异步。另一改进方案是保持持续本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于投影至少一个光束的方法，？其中至少部分地将至少一个图像点的保持持续时间相对于至少一个另外的图像点延长；？其中图像点的第一信息根据第二信息来改变；并且？其中图像点的第一信息改变为使得在达到至少一个后继的图像点时得到第二信息。

【技术特征摘要】
1.一种用于投影至少一个光束的方法， -其中至少部分地将至少一个图像点的保持持续时间相对于至少一个另外的图像点延长; -其中图像点的第一信息根据第二信息来改变；并且 -其中图像点的第一信息改变为使得在达到至少一个后继的图像点时得到第二信息。2.根据权利要求I所述的方法，其中根据相应的图像点的投影的位置至少部分地将所述至少一个图像点的保持持续时间延长。3.根据权利要求2所述的方法，其中用至少一个数字/模拟转换器激励至少一个光束 -其中数字/模拟转换器用基本时钟来驱动， -其中至少部分地将所述至少一个图像点的保持持续时间延长，其方式是借助基本时钟确定像素时钟，其中基于像素时钟将所述至少一个图像点的保持持续时间延长。4.根据权利要求3所述的方法，其中像素时钟对应于基本时钟的整数多倍。5.根据上述权利要求之一所述的方法，其中保持持续时间能够借助延迟级来调节。6.根据权利要求5所述的方法，其中延迟级借助激励信号来激励。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述激励信号是数字激励信号。8.根据权利要求6所述的方法，其中延迟级包括采样保持级和时间控制装置，其中时间控制装置借助激励信号来控制采样保持级。9.根据权利要求I至4之一所述的方法，其中图像点的第一信息在图像点的投影的时长期间改变。10.根据权利要求I至4之一所述的方法，其中第一信息包括用于显示图像点的幅度和/或亮度。11.根据权利要求I至4之一所述的方法，其中第二信息包括至少一个后继的图像点的幅度和/或亮度。12.根据权利要求I至4之一所述的方法，其中达到至少一个后继的图像点包括如下标准之一 -在达到至少一个后继的图像点之时、不久之前或者不久之后； -在达到对图像点预先给定的空间伸展之时、不久之前或者不久之后。13.根据权利要求I至4之一所述的方法，其中设置有用于至少一个图像点的存储器，用于将图像点的第一信息与第二信息比较。14.根据权利要求13所述的方法，其中存储器包括两个交替激励的采样保持级。15.根据权利要求I至4之一所述的方法，其中设置有至少两个数字/模拟转换器，所述至少两个数字/模拟转换器交替地激励光束，用于将图像点的第一信息与第二信息比较。16.根据权利要求I至4之一所述的方法，其中图像点的第一信息根据第二信息来改变，其方式是在图像点的末端处从图像点的持续时间中减去对下降沿所需的下降时间。17.根据权利要求I至4之一所述的方法，其中至少一个光束参数化为使得补偿成像误差。18.根据权利要求17所述的方法，其中用于至少一个光束的每一个的保持持续时间调节为使得至少一个光束的每一个都投影到对应于分别关联的图像点的区域中。19.根据权利要求I至4之一所述的方法，其中所述至少一个光束借助偏转的投影装置局部地偏转。20.根据权利要求19所述的方法，其中偏转的投影装置包括微镜。21.根据权利要求20所述的方法，其中所述微镜是二维谐振微镜。22.根据权利要求I至4之一所述的方法，其中所述至少一个光束由至少一个光源组成。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述至少一个光源包括至少一个激光器。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述至少一个激光器是至少一个激光二极管。25.根据权利要求I至4所述的方法，其中光束由一个红色激光、一个蓝色激光和一个绿色激光组成。26.根据权利要求I至4所述的方法，其中光束由一个红色激光、一个蓝色激光和两个绿色激光组成。27.根据权利要求I至4之一所述的方法，其中所述至少一个光束借助飞点方法来投影。28.一种用于投影至少一个光束的装置，其包括处理器单元和/或固定连接的电路装置和/或能够自由编程的逻辑电路，该逻辑电路设计为使得能够执行根据上述权...

【专利技术属性】
技术研发人员：延斯·里克特，简·奥利弗·德鲁姆，
申请(专利权)人：欧司朗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：